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1、电学实验专项训练(时间:45 分钟 满分:100 分)1.(16 分)某兴趣小组用测定金属丝的电阻率的实验方法测出金属丝的长度,他们查得金属丝电阻率 为 ,并粗测电阻丝的电阻约为 5 ,实验室中有以下供选择的器材:A. 电池组(3 V,内阻约 1 )B. 电流表 A (03 A,内阻 0.012 5 )1C.电流表 A (00.6 A,内阻约为 0.125 )2D.电压表 V (03 V,内阻 4 k)1E.电压表 V (015 V,内阻 15 k)2F.滑动变阻器 R (020 ,允许最大电流 1 A)1G.滑动变阻器 R (02 000 ,允许最大电流 0.3 A)2H.开关,导线若干。(
2、1)为了使实验电路更节能,且测量结果尽量准确,测金属丝电阻时电流表应选 ,电压表应选 ,滑动变阻器应选 。(填写仪器前字母代号)(2)将设计的电路图画在下面虚线框内。(3) 若用螺旋测微器测得金属丝直径 d 的读数如图,则直径 d=(4) 若用 d 表示直径,测得电阻为 R,则金属丝的长度为 。 2.(16 分)某同学准备利用下列器材测量干电池的电动势和内阻。 A.待测干电池两节,每节电池电动势约为 1.5 V,内阻为几欧姆B.直流电压表 V 、V ,量程均为 3 V,内阻约为 3 k1 2C.定值电阻 R 未知0D.滑动变阻器 R,最大阻值为 RmE.导线和开关(1)根据如图甲所示的实物连接
3、图,在图乙方框中画出相应的电路图。mm。甲乙(2)实验之前,需要利用该电路图测出定值电阻 R ,方法是先把滑动变阻器 R 调到最大阻值 R ,再闭0 m合开关,电压表 V 和 V 的读数分别为 U 、U ,则 R = (用 U 、U 、R 表示)。1 2 10 20 0 10 20 m(3)实验中移动滑动变阻器滑片,读出电压表 V 和 V 的多组数据 U 、U ,描绘出 U -U 图象如图丙所示,1 2 1 2 1 2图中直线斜率为 k,与横轴的截距为 a,则两节干电池的总电动势 E= ,总内阻r=。(均用 k、a、R 表示)01丙3.(16 分)在测量未知电阻 R 阻值的实验中,可供选择的器
4、材有:x待测电阻 R (阻值约 300 )x电流表 A (量程 20 mA,内阻约 50 )1电流表 A (量程 50 mA,内阻约 10 )2电阻箱 R(0999.9 )滑动变阻器 R (20 ,2 A)1滑动变阻器 R (1 750 ,0.3 A)2电源 E(电动势 6.0 V,内阻不计)开关 S 及导线若干。丙某同学采用如下方案进行测量:按图甲连好电路,调节滑片 P 和 R 的阻值,使电流表指针指在合适位置,记下此时 A 示数 I 、A 示1 1 2数 I 和电阻箱阻值 R 。2 0将电流表 A 改接到另一支路(如图乙),保持电阻箱阻值 R 不变,调节 P,使 A 示数仍为 I ,记下此
5、1 0 2 2时 A 示数 I 。1 1计算得到 R 的阻值。x(1) 该同学按图甲连成如图丙所示的电路,请指出第 (填图丙中表示导线的数字)条导线连接 错误。(2) 正确连线后,闭合 S,将 P 从左向右滑动,发现开始时 A 示数变化不大,当临近最右端时示数变化2明显,这是选择了滑动变阻器 (选填“R ”或“R ”)造成的。1 2(3)待测电阻 R = (用 I 、I 、R 、I 中的某些量表示);针对该实验方案,下列说法正确的x 1 2 0 1是 (填选项前的字母)。A.电流表 A 的内阻不会造成系统误差1B.电流表 A 的内阻会造成系统误差24.(16 分)在探究小灯泡的伏安特性时,所用
6、小灯泡上标有“2.5 V,0.6 W”字样,实验室提供的器材 有:A.电流表 A (内阻约为 5 、量程为 025 mA)1B.电流表 A (内阻约为 1 ,量程为 0300 mA)2C.电压表 V (内阻约为 5 k、量程为 03 V)11D.电压表 V (内阻约为 15 k、量程为 015 V)2E.滑动变阻器 R (最大阻值为 10 、额定电流为 0.6 A)1F.滑动变阻器 R (最大阻值为 1 000 、额定电流为 0.2 A)2G. 稳压电源 E(电动势为 9.0 V、内阻可忽略)H. 开关一个、定值电阻若干、导线若干由以上信息回答下列问题:(1)实验前设计的电路图如图甲所示。为了
7、减小实验误差,该实验所用的电流表、电压表、滑动变 阻器应分别为 (选填器材前的字母)。为保护滑动变阻器和灯泡,应在电路中串联的定 值电阻 R 合适的电阻值应为 (选填“1 ”“10 ”“30 ”或“100 ”)。0甲乙(2) 请确定测量电路中电压表右侧导线的正确位置后,在图乙中用笔画线代替导线,将实物完整连接 起来。(3) 连接好电路后,通过改变滑动变阻器的滑片位置,并通过计算机描绘了该小灯泡的伏安特性曲线 如图丙所示。若将两个这样的小灯泡并联后直接接在电动势 E=3 V、内电阻 r=5 的电源上,每个 小灯泡所消耗的实际功率为 W。(结果保留两位有效数字)丙5.(18 分)实际电流表都有内阻
8、,为了测量电流表 G 的内阻 r ,提供的器材如下:1 g待测电流表 G (05 mA,内阻约 300 )1电流表 G (015 mA,内阻约 100 )2定值电阻 R (R =150 )1 1滑动变阻器 R (020 )25 电源(电动势为 3 V)6 开关 S 及导线若干(1)为了使测量结果尽量精确,设计并在虚线框中画出实验的电路图。3(2)对照所画电路图连接如图所示的实物图。(3)闭合开关 S,移动滑片至某一位置,记录 G 和 G 的读数 I 和 I ,则待测电流表的内阻可表示为1 2 1 2r = 。g6.(18 分)(2016全国卷)某同学用图中所给器材进行与安培力有关的实验。两根金
9、属导轨 ab 和 a b 固定在同一水平面内且相互平行,足够大的电磁铁(未画出)的 N 极位于两导轨的正上方,S 极位1 1于两导轨的正下方,一金属棒置于导轨上且与两导轨垂直。(1) 在图中画出连线,完成实验电路。要求滑动变阻器以限流方式接入电路,且在开关闭合后,金属 棒沿箭头所示的方向移动。(2) 为使金属棒在离开导轨时具有更大的速度,有人提出以下建议:A. 适当增加两导轨间的距离B. 换一根更长的金属棒C. 适当增大金属棒中的电流其中正确的是 (填入正确选项前的标号)。电学实验专项训练1.答案(1)C D F (2)如图所示4(3)0.950 (4)解析(1)由于电源电动势为 3V,电表读
10、数要达到半偏,则电压表选 D;由 I= 可知,电路中最大电流约为 0.5A,则电流表选 C;为了节能和使测量结果尽量准确,滑动变阻器采用限流接法,故滑动变阻器电阻不能太大,选 F;(2)为了使测量结果尽量准确,由 R =5,则有 R x x答案图;,可知电流表采用外接法,电路见(3)由主尺上读出 0.5mm,螺旋尺上读数为 45.00.01mm,d=0.950mm;(4)由电阻定律 R=和 S=得 L=。2.答案(1)见解析图 (2) (3)Rm解析(1)根据如题图甲所示的实物连接图画原理图,要注意两个电压表所测部分,V 测滑动变阻器的1电压,V 测路端电压。2(2)由电路连接关系可知,所以有
11、 R = R 。0 mk=(3)由闭合电路欧姆定律可知 E=U +r,整理可得 U =21,可得 r=。由题图可知:当 U =0 时 U =a,即可得 E=1 2U -2a=E,所以有a。3.答案(1)6 (2)R (3) R A2 0解析(1)第 6 条导线应该接滑动变阻器上边的接线柱。(2)因待测电阻阻值约 300,和电阻箱并联 以后的电阻在 150 左右,如果滑动变阻器阻值选择得过大(此题中的 R =1750),则开始的阶段待2测电阻与滑动变阻器并联后的阻值也在 100 左右,这样的话在待测电阻上的分压将是很小的,等 到滑片接近最右端时,分压突然可达到电源电压,故发生此情况的原因就是滑动
12、变阻器阻值选择得 过大,即选了 R 。(3)在甲电路中,根据欧姆定律可得(I -I )R =I R ;在乙电路中,根据欧姆定律可得2 2 1 0 1 x(I -I )R =I R ;联立两式可解得 R = R ;若考虑电流表 A 的内阻 r,则上述表达式可列成(I -2 1 x 1 0 x 0 1 2I )R =I (R +r),(I -I )R =I (R +r);同样可解得 R = R ,故电流表 A 的内阻不会造成系统误差,选 1 0 1 x 2 1 x 1 0 x 0 1项 A 正确;因为两次使得通过电流表 A 的电流相同,即并联支路两端的电压相同,故电流表 A 的内阻2 2也不会造成
13、系统误差,选项 B 错误。4.答案(1)B、C、E 10 (2)如图(3)0.21(0.200.23)5解析(1)小灯泡的额定电压为 2.5V,电压表选 C;小灯泡的额定电流 I= =0.24A=240mA,电流表选 B, 滑动变阻器采用分压式,选最大阻值较小的 E。为保护滑动变阻器,保护电阻 R 的阻值至少为 R=0故保护电阻选阻值为 10 的定值电阻。 (2)由题意可知小灯泡的阻值 R10.4,有 R答案图。-R =5m,电流表采用外接法,实物连接图见(3)由于 E=3V,r=5,可作出电源的 U-I 图象如图所示,图线与伏安特性曲线的交点(1.87V,0.22A)为两个灯泡的工作电压和电流,每一个灯泡的功率 P= UI=0.21W。5.答案(1)电路图见解析图 (2)实物图见解析图 (3) 解析(1)电路图如图所示(2)实物图如图所示(3)待测电流表的内阻 r =g6.答案(1)连线如图所示。6(2)AC解析(1)据题干要求由左手定则知,棒中电流由 a 流向 a ,连线如答案图。1(2)由动能定理知,F x-F x=安 fF =BIl 安mv2联立解得(BIl-F )x= mv2f若使棒获得更大速度,可增加导轨间距 l,或适当增大棒中的电流,故 A、C 正确。若只换一根更 长的金属棒,导轨间距不变,安培力不变,但 F 与 m 均增大,故 v 减小,所以 B 错误。f7